本书力图理论联系实验、深入浅出，而又不失其先进性、实用性和普适性，结合作者二十多年来的工作积累和国内外最新进展，系统介绍了应用X射线衍射和散射技术表征薄膜微结构的多种基本实验装置、实验数据分析理论以及典型的薄膜微结构表征实例。

本书结合作者二十多年来的工作积累和国内外最新进展，系统介绍了应用X射线衍射和散射技术表征薄膜微结构的多种基本实验装置、实验数据分析理论以及典型的薄膜微结构表征实例。全书分三篇(共16章)：第一篇基本实验装置(第1～3章)，主要介绍X射线源、X射线准直和单色化、各种探测器及薄膜X射线衍射仪和表面／界面散射装置。第二篇基本理论(第4～10章)，介绍薄膜X射线衍射和散射实验数据分析所用的相关理论，包括用于近完美多层膜和金属多层膜的X射线衍射运动学理论；用于超晶格和多量子阱的X射线衍射动力学理论；用于原子密度和晶格参数很接近的金属多层膜的X射线异常衍射精细结构理论；用于薄膜和多层膜表面与界面分析的X射线反射、漫散射理论以及掠入射衍射理论。第三篇薄膜微结构表征(第11～16章)，介绍应用X射线衍射和散射技术表征薄膜微结构的实例。

本书力图理论联系实验、深入浅出，而又不失其先进性、实用性和普适性。可供从事薄膜材料和器件研究的研究人员和工程技术人员参考，也可作为高等院校和研究院所凝聚态物理、材料科学和有关薄膜科学技术专业及相关专业的教师和研究生教学用书和参考书。

序

前言

第一篇 基本实验装置

第1章 X射线源与X射线探测

 1．1 X射线源

1．1．1 X射线产生和X射线谱

1．1．2 封闭式X射线管

1．1．3 同步辐射光源

 1．2 X射线准直和单色化

1．2．1 狭缝

1．2．2 双晶单色器

1．2．3 多晶单色器

 1．3 X射线探测器

1．3．1 计数器

1．3．2 位敏探测器

1．3．3 面探测器

 参考文献

第2章 薄膜X射线衍射仪

 2．1 高分辨共面X射线衍射仪

 2．2 掠入射衍射装置

 2．3 测量分辨率的分析

 参考文献

第3章 表面／界面X射线散射

 3．1 固体表面／界面X射线反射和漫散射装置

 3．2 液体表面／界面X射线反射和散射装置

 参考文献

第二篇 基本理论

第4章 X射线衍射运动学理论

 4．1 引言

 4．2 X射线衍射几何

4．2．1 劳厄方程

4．2．2 布拉格方程

 4．3 倒易点阵

4．3．1 倒易点阵定义

4．3．2 色散面——Ewald球

 4．4 X射线衍射强度

4．4．1 单电子散射

4．4．2 原子散射因子

4．4．3 结构因子

 4．5 薄晶体衍射强度

 参考文献

第5章 金属多层膜的X射线衍射运动学理论

 5．1 成分混合／合金化的多层膜

 5．2 [A／B]N多层膜

 参考文献

第6章 X射线衍射动力学理论(一)——完美晶体

 6．1 引言

 6．2 完美晶体中X射线波动方程

 6．3 双光束近似

 6．4 色散面

 6．5 劳厄几何晶体内波场振幅

 6．6 布拉格几何晶体内波场振幅

6．6．1 无吸收晶体的反射率

6．6．2 有吸收晶体的反射率

 6．7 双轴晶衍射摇摆曲线的理论计算

 参考文献

第7章 X射线衍射动力学理论(二)——畸变晶体

 7．1 引言

 7．2 晶体中的调制波

 7．3 高木方程

 7．4 高木方程的Taupin形式

 7．5 多层膜结构的X射线双轴晶摇摆曲线计算

7．5．1 概述

7．5．2 外延材料反射率的X射线衍射动力学理论解 

7．5．3 迭代公式中参数的计算

 7．6 应变弛豫超晶格的X射线双轴晶摇摆曲线计算

7．6．1 弛豫机制与应变分布

7．6．2 取向差与峰形展宽

 参考文献

第8章 X射线异常衍射精细结构理论

 8．1 没有周期调制的多层膜

 8．2 [A／B]N多层膜

 8．3 实验方法

 8．4 DAFS谱线的分析方法

 参考文献

第9章 X射线掠入射衍射理论

 9．1 概述

 9．2 X射线掠入射衍射准运动学理论

9．2．1 畸变波玻恩近似(DVBA) 

9．2．2 畸变波玻恩近似下薄膜材料的掠入射衍射理论

 9．3 掠入射衍射的应用

 参考文献

第10章 X射线界面反射和漫散射理论

 10．1 X射线镜面反射

 10．2 粗糙表面的散射(一)——玻恩近似

 10．3 粗糙表面的散射(二)——DWBA理论

 10．4 多层膜的DWBA散射理论

 10．5 界面起伏的关联函数

10．5．1 表面关联函数

10．5．2 自仿射(self-affine)关联

10．5．3 多层膜界面之间的关联

 参考文献

第三篇 薄膜微结构表征

第11章 单层膜和多层膜厚度

 11．1 单层膜和多层膜共面X射线衍射

 11．2 埋层的探测

11．2．1 高分辨X射线衍射

11．2．2 X射线镜面反射

 参考文献

第12章 外延膜的晶格参数、应力与组分

 12．1 共面X射线双轴晶衍射

 12．2 薄膜残余应力检测的X射线mapping技术

 12．3 掠入射衍射

 参考文献

第13章 薄膜表面与界面

 13．1 X射线镜面反射

13．1．1 氧化物薄膜界面

13．1．2 磁性金属多层膜界面

13．1．3 BaTiO3／Pt界面的“dead layer”

 13．2 X射线漫散射

13．2．1 ZnTe／ZnSxTe1-x超晶格中的生长台阶

13．2．2 长周期BeTe／ZnSe超晶格界面台阶上的无规起伏

13．2．3 短周期BeTe／ZnSe超晶格界面的化学键

 13．3 X射线异常衍射精细结构

13．3．1 埋层量子线 

13．3．2 在金属多层膜中的应用 

 参考文献

第14章 横向调制结构

 14．1 表面栅格结构

 14．2 横向成分调制结构

 14．3 量子线结构

 14．4 量子点结构

 14．5 原子有序结构

 参考文献

第15章 外延膜中的缺陷

 15．1 倒易空间X射线散射强度分布

 15．2 应变弛豫

15．2．1 晶格失配应变

15．2．2 成分梯度应变

 15．3 失配位错

15．3．1 位错的X射线漫散射

15．3．2 低密度位错

15．3．3 高密度位错

 15．4 X射线反射形貌术

15．4．1 Berg-Barrett反射形貌术

15．4．2 双轴晶形貌术

 参考文献

第16章 软物质薄膜与界面

 16．1 液体薄膜与界面

16．1．1 实验方法

16．1．2 液体薄膜 

 16．2 固／液界面的磷脂多层膜

16．2．1 磷脂多层膜结构的X射线散射研究

16．2．2 磷脂多层膜的溶胀

 16．3 表面活性剂多层膜

16．3．1 水对硬脂酸膜界面起伏的影响

16．3．2 LB膜的界面粗糙化与生长动力学

 参考文献